Leistungsverfügbarkeit als neue Kenngröße zur Abnahme von Maschinen und Anlagen

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1 Leistungsverfügbarkeit als neue Kenngröße zur Abnahme von Maschinen und Anlagen Erste Ergebnisse des VDI-FML-Fachbereichs A3

2 Gliederung 2 Der Fachbereich A3: Zuverlässigkeit in der Intralogistik Verfügbarkeit heute Abnahmen heute Leistungsverfügbarkeit Ablauf zukünftiger Abnahmen Ausblick

3 3 Zuverlässigkeit in der Intralogistik VDI-Gesellschaft Fördertechnik, Materialfluss, Logistik

4 Ziel und Struktur 4 Leiter: Prof. Michael ten Hompel, TU Dortmund Ziel: Bearbeitung der Aspekte Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Instandhaltung in der Intralogistik Erstellung neuer technischer Regeln zu den speziellen Anforderungen Derzeit: Leistungsverfügbarkeit zur Beurteilung intralogistischer Anlagen Arbeitsweise: Gründung: Mai 2007 seitdem 15 Sitzungen, in Düsseldorf, Offenbach, Beckum oder als Telefonkonferenz

5 Mitglieder und Vernetzungen 5 Mitglieder: Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik Uni Stuttgart TU Ilmenau Dematic SSI Schäfer P&L Hoffbauer BEUMER Vernetzungen: VDMA FEM VDI-Gesellschaft Systementwicklung und Projektgestaltung, Kompetenzfeld Zuverlässigkeit

6 6 Verfügbarkeit heute Definition nach den Richtlinien VDI 3580, VDI 3581, VDI 3649

7 Heutige Kenngrößen 7 Einschaltzeit und Ausfallzeit Einschaltzeit Ausfallzeit Verfügbarkeit: V = T E T T E T E T A A MTBF und MTTR MTBF: Mean Time Between Failure MTTR: Mean Time to Repair Verfügbarkeit: V = MTBF MTBF + MTTR

8 Verknüpfung zur Gesamtverfügbarkeit 8 Boole sche Verknüpfung Gewichtungsfaktoren Gewichtungsfaktor k Nach Redundanz Nach Durchsatz Nach Funktion V = 1 1 T E i k T i A i

9 9 Abnahmen heute Erfahrungen aus der Praxis

10 Voraussetzungen im Idealfall 10 Intralogistische Anlage, z.b. Hochregallager mit mehreren Gassen, Fördertechnik zur Verbindung des HRL vom Wareneingang aus, mit den Arbeitsplätzen und Warenausgang Zeitpunkt des Verfügbarkeitstest: 3-6 Monate nach Inbetriebnahme Gut eingearbeitetes Personal Betreiber ist grundsätzlich zufrieden

11 Ablauf 11 Protokoll der Stillstände Ca. 80 Stillstände an 5 Testtagen Gesamtdauer ca. 12 h Mittlere Dauer ca. 10 min Bewertung als techn. Störung oder betreiberbedingten Stillstand Ca. 6 der 80 Stillstände sind echte technische Störungen Gesamtdauer ca. 50 min Gewichtung Resultierende Ausfalldauer ca. 8 min Berechnung der Gesamtverfügbarkeit Vertraglich relevante technische Verfügbarkeit 99,x%

12 Ergebnis 12 Aufwand 5 Arbeitstage, mind. 3 Personen Besprechungen über Wertung der Stillstände Ggf. Simulation eines höheren Durchsatzes Nutzen Formaler Abschluss des Vertrags Bestätigung der Erfahrung: die Anlage läuft stabil Der Verfügbarkeitswert gibt keinerlei Auskunft über die tatsächlichen Stillstände Aufwendig und teuer bei begrenzter Aussagekraft

13 13 Leistungsverfügbarkeit Die neue Kenngröße

14 14 Begriffsdefinition zurück zu den Grundlagen VDI 4001, Blatt 2: Terminologie der Zuverlässigkeit: Verfügbarkeit: Wahrscheinlichkeit, eine Einheit zu einem gegebenen Zeitpunkt in einem Zustand anzutreffen, in dem sie eine geforderte Funktion unter gegebenen Bedingungen erfüllen kann, vorausgesetzt, dass die erforderlichen äußeren Mittel bereitgestellt sind.

15 Definition Leistungsverfügbarkeit 15 Akt des Leistens Prozess der Leistungserbringung (Arbeitseinsatz) innerhalb einer bestimmten (vorgegebenen) Zeitspanne Leistung Leistungsverfügbarkeit Leistungsressourcen Ergebnis dieses Prozesses Zur Durchführung des Prozesses erforderliche personelle und technische Ressourcen Anhand bestimmter Kriterien als ordnungsgemäß eingestuft und mit einem bestimmten Wert versehen Beschreibt, inwieweit ein Prozess anforderungsgemäß durchgeführt und das geforderte Ergebnis termingerecht fertig gestellt werden kann. Dies schließt ein, dass zum Zeitpunkt des Abrufs die zu Leistungserstellung notwendigen Ressourcen verfügbar sind, und zwar unabhängig von auftretenden Unsicherheiten, d.h. Schwankungen des Bedarfs oder von Störungen. Nach Wittenstein, Anna-Katharina: Bedarfssynchrone Leistungsverfügbarkeit in der kundenspezifischen Produktentwicklung. Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., Jost-Jetter, 2007 (IPA-IAO Forschung und Praxis 463). ISBN , S. 34

16 Verwendung in der Praxis (I) 16 Definition der relevanten Geschäftsziele z.b. Lager und Kommissioniersystem: Waren auftragsgerecht zusammenstellen und rechtzeitig versenden Konkrete Anforderungen an den wichtigen Schnittstellen den Anlage Annahme von Warenpaletten am Wareneingang gemäß Materialflussdaten Auslastung des Kommissionierarbeitsplatzes gemäß Materialflussdaten Tourenreine Bereitstellung der Auftragspaletten gemäß Materialflussdaten am Warenausgang

17 Verwendung in der Praxis (II) 17 Definition der Randbedingungen (Lasten- und Pflichtenheft) Festlegung der maximal tolerierbaren Wartezeit Wareneingang Kommissionierarbeitsplatz Warenausgang Normalleistung 30 Paletten/h 72 Paletten/h 20 Paletten/h Maximalleistung 40 Paletten/h 90 Paletten/h 40 Paletten/h Tolerierte Wartezeit Resultierende Leistungsverfügbarkeit 1 min, 48 sek/h 1 min, 30 sek/h 1 min, 12 sek/h 97% 97,5% 98%

18 18 Ablauf zukünftiger Abnahmen Eine Vision

19 Verfügbarkeitsnachweis (I) 19 Festlegung des Beobachtungszeitraums z.b. 5 Tage, je 2 Schichten Einteilung in Zeitabschnitte Jeweils 2 h, ergibt 40 Abschnitte Für Einhaltung der Randbedingungen sorgen Protokollierung der erbrachten Leistung und der Wartezeiten für jeden Abschnitt

20 Verfügbarkeitsnachweis (II) 20 Bewertung der Wartezeiten Die geforderte Leistung wurde erbracht: evtl. Wartezeiten werden nicht angerechnet Die Randbedingungen wurden nicht eingehalten: derzeit in Diskussion: der Abschnitt wird nicht gewertet oder Wartezeiten werden nicht angerechnet Andernfalls: Summierung der angefallenen Wartezeiten Mittelwert der Wartezeiten aus den gewerteten Zeitabschnitten resultierende Leistungsverfügbarkeit

21 Erwartete Vorteile 21 Geringerer Aufwand Wichtige Schnittstellen statt jede Anlagenkomponente Regelbar durch Anzahl der Zeitabschnitte Keine generelle Ursachenanalyse bei Wartezeiten Wenige Einflussgrößen Zu erbringende Leistung Randbedingungen Wartezeit Auskunft über das Erreichen der Geschäftsziele Direkter Zusammenhang: Leistungsverfügbarkeit Zielerfüllung Eindeutiger Kennwert Keine willkürliche Wertung von Anlagenteilen

22 22 Ausblick Wie geht s weiter?

23 Geplante nächste Schritte 23 Präzisierung Nächste Arbeitssitzung: Am 30. September per Telefonkonferenz Simulationsstudien an der TU Dortmund und der Uni Stuttgart Test an bestehender Anlage zur Bewertung der Kenngröße Leistungsverfügbarkeit Test an neuer Anlage zur Bewertung der Durchführbarkeit des Nachweises Formale Details Entwurf (Gründruck): Monate Einspruchsfrist

24 Ihr Beitrag 24 Mitarbeit im VDI-FML-A3 Test an Ihrer bestehenden Anlage Test an Ihrer geplanten Anlage

25 25 Vielen Dank Kontaktdaten Dipl.-Ing. irp, TU Ilmenau Telefon: +49 (0) Dipl.-Geogr. Josefa Wolf VDI-FML, Düsseldorf Telefon: +49 (0)